Tecnologia / Guida tecnica
Vettori spaziali a tre fasi e stati ideali dell'inverter.
Tre grandezze istantanee di fase possono essere rappresentate mediante coordinate vettoriali stazionarie con una convenzione di scala dichiarata. Un inverter ideale a tre rami e due livelli produce quindi un insieme finito di vettori di tensione. La modulazione vettoriale spaziale riguarda la loro media temporale; è un argomento diverso dalle coordinate rotanti d–q o dalla frequenza di commutazione.
Definisci la scala del vettore prima di interpretarne la grandezza.
La nota geometria a sei vettori appartiene a uno specifico modello ideale di inverter, non a ogni topologia di convertitore o convenzione di tensione.
01 / Mappa nel riferimento stazionario
Le coordinate sono una rappresentazione, non fasi aggiuntive.
Usa una rappresentazione stazionaria α–β con la convenzione dichiarata che conserva l'ampiezza: vα = (2/3)(va − vb/2 − vc/2), e vβ = (√3/3)(vb − vc).
Utilizza una rappresentazione α–β in un sistema di riferimento stazionario con la convenzione dichiarata di conservazione dell'ampiezza: vα = (2/3)(va − vb/2 − vc/2), e vβ = (√3/3)(vb − vc). Le tre tensioni condividono un riferimento comune. Per conservarne la componente comune è necessaria una terza coordinata di sequenza zero.
Aggiungendo la stessa tensione a tutte e tre, queste espressioni α–β rimangono invariate. Questa cancellazione algebrica non significa che la tensione comune non abbia conseguenze fisiche. Una normalizzazione alternativa che conserva la potenza modifica il modulo del vettore; il fattore scelto deve rimanere associato a ogni confronto.
02 / Modello ideale degli stati
Tre scelte binarie relative ai rami danno otto combinazioni.
Considera soltanto un modello ideale a tre rami e due livelli, con una differenza di tensione fissa Vdc tra le sbarre DC.
Considera soltanto un modello ideale a tre rami e due livelli con differenza fissa Vdc tra le barre DC. Siano Sa, Sb e Sc gli stati binari dei poli riferiti alla barra inferiore; le tensioni dei poli in questo modello sono quindi Vdc Sa, Vdc Sb e Vdc Sc.
Ogni ramo ha uno stato ideale selezionato, dando 2³ = 8 combinazioni. La sovrapposizione della conduzione dei dispositivi reali, il tempo morto, la commutazione della corrente e le cadute di tensione sono esclusi da quel modello geometrico. Contarne gli stati non fornisce un comando effettivo di commutazione né definisce l'hardware MARSTON.
03 / Geometria vettoriale
Sei combinazioni producono vettori attivi secondo la mappatura dichiarata.
Applicando la mappatura α–β indicata si ottengono sei vettori non nulli separati da 60°.
Applicando la mappatura α–β indicata si ottengono sei vettori non nulli separati da 60°. Il loro modulo è 2Vdc/3 in questa convenzione che preserva l'ampiezza. La spiegazione di MathWorks sui vettori spaziali illustra le sei configurazioni attive e le due configurazioni nulle.
Una normalizzazione diversa può indicare un modulo diverso per le stesse tensioni fisiche di polo rappresentate. Confrontare diagrammi senza conoscerne la scala può quindi produrre una discrepanza apparente anche quando i loro stati coincidono. Anche le grandezze di picco, RMS e di tensione concatenata devono mantenere le rispettive definizioni distinte.
04 / Vettori zero
Un vettore differenziale nullo non significa che ogni tensione o corrente sia nulla.
Quando tutti e tre gli stati ideali dei poli coincidono, il loro vettore α–β è nullo.
Quando tutti e tre gli stati ideali dei poli coincidono, il loro vettore α–β è nullo. Le due combinazioni con stati coincidenti portano i poli a potenziali comuni diversi, dando al contempo differenze di tensione nulle tra le fasi. Sono equivalenti per questo vettore differenziale, ma non identiche per ogni grandezza dipendente dal riferimento.
Una corrente induttiva può continuare a fluire durante tale stato, a seconda del circuito. Un vettore di tensione nullo non dimostra quindi che la corrente di fase sia nulla, che l'energia immagazzinata sia nulla o che l'assieme sia privo di tensione. Il diagramma vettoriale rappresenta informazioni selezionate sulla tensione, anziché lo stato elettrico completo.
05 / Media temporale
Un riferimento continuo e gli stati istantanei sono diversi.
Su un intervallo definito, il vettore medio è la media ponderata nel tempo dei vettori presenti in tale intervallo.
Su un intervallo definito, il vettore medio è la media ponderata nel tempo dei vettori presenti in tale intervallo. Le combinazioni convesse degli stati ideali occupano una regione limitata del piano vettoriale. La forma d'onda istantanea di commutazione non deve necessariamente coincidere con tale media in ogni istante.
Un metodo di modulazione ripartisce il tempo tra gli stati per rappresentare una media richiesta secondo le proprie ipotesi. Questo ruolo concettuale differisce da trasformazione in coordinate rotanti e dalla distinzione relativa alla frequenza della portante. Qui non viene prescritta alcuna sequenza degli stati né alcun tempo di permanenza.
06 / Ambito del modello
La geometria non rivela un controllore implementato.
Il modello vettoriale omette le perdite, l'errore di temporizzazione, l'accoppiamento parassita e la risposta della rete collegata.
Il modello vettoriale trascura le perdite, l'errore di temporizzazione, l'accoppiamento parassita e la risposta della rete collegata. Questi fattori possono influenzare la relazione tra il valore medio richiesto e la forma d'onda erogata, come guida al tempo morto spiega per un meccanismo.
Non viene attribuita a MARSTON alcuna topologia di inverter a due livelli né alcuna capacità SVM, FOC, di scalatura vettoriale o di modulazione. Questo articolo spiega una rappresentazione ideale dichiarata, senza sequenze di pilotaggio dei gate, calcoli del ciclo di lavoro, impostazioni del controllore o affermazioni sull'effettivo utilizzo della tensione o sulla qualità della forma d'onda.
Guide tecniche correlate: Tempo morto dell'inverter: intervallo di commutazione ed errore della forma d'onda · Squilibrio trifase e componenti simmetriche · Potenza istantanea, accumulo e dissipazione nei convertitori.
Informazioni generali: MathWorks: trasformazione delle coordinate stazionarie α–β · MathWorks: spiegazione accessibile del vettore spaziale e geometria ideale degli stati. Questi riferimenti spiegano concetti del settore; sono distinti dai documenti MARSTON di prodotto e di progetto applicabili.
Concetti e condizioni fondamentali.
Leggere ogni grandezza insieme al riferimento, alle unità e alle condizioni dichiarate. Una relazione generale non stabilisce un valore specifico di un modello.
| Concetto / grandezza | Significato / relazione | Condizioni / limiti |
|---|---|---|
| Coordinate stazionarie | Mappatura α–β che preserva l'ampiezza. | La tensione comune richiede un termine omopolare separato. |
| Stati dei poli | Sa, Sb, Sc ciascuno 0 o 1. | Modello ideale a tre rami, a due livelli e con tensioni dei rail fisse. |
| Numero di stati | 2³ = 8 | Un solo stato binario selezionato per ciascun ramo. |
| Modulo del vettore attivo | 2Vdc/3 | Solo la scala dichiarata che preserva l'ampiezza. |
| Vettore medio | Vettori rappresentati con peso temporale. | Non la forma d'onda istantanea né lo stato completo del circuito. |
Domande ingegneristiche.
Il modulo di un vettore spaziale è sempre scalato nello stesso modo?
No. Le convenzioni che preservano l'ampiezza e quelle che preservano la potenza differiscono.
Tutte le topologie di convertitore hanno otto stati?
No. Il numero otto si riferisce al modello ideale dichiarato a tre rami e due livelli.
Un vettore nullo significa una corrente di fase nulla?
No. La corrente induttiva esistente può continuare, a seconda del circuito.
Sono entrambi gli stati di zero identici in ogni riferimento di tensione?
No. Il loro vettore differenziale coincide, mentre i potenziali comuni differiscono.
La SVM equivale a una trasformazione d–q?
No. La modulazione e la rappresentazione in coordinate hanno ruoli diversi.
Questo rivela la logica di commutazione MARSTON?
Non viene specificata alcuna topologia effettiva, sequenza di stati o implementazione della modulazione.
Richiesta tecnica
Discutere la questione tecnica.
Tre grandezze istantanee di fase possono essere rappresentate mediante coordinate vettoriali stazionarie con una convenzione di scalatura dichiarata. Condividi il modello e le informazioni operative o progettuali applicabili per una discussione tecnica.